阅读说明：本技术 一种用于atc和dme测试系统的接收电路及方法 (Receiving circuit and method for ATC (automatic train control) and DME (DME) test system ) 是由 梁木生 周科吉 曹勇 文红 谢礼军 叶振 刘磊 罗奇 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于ATC和DME测试系统的接收电路及方法,所述电路包括校准信号输入接口、数字信号处理模块和多路信号接收通道；每一路信号接收通道均连接有一个用于接收外部信号的信号接收端口；所述校准信号输入端口经选通开关、通道选择开关后,分别与每一路信号接收通道连接；所述数字信号处理模块,用于在每一路信号接收通道输入校准信号时,将接收到的信号与输入的校准信号进行比较,生成该路信号接收通道的偏移补偿表；并在各路信号接收通道进行信号接收过程中,利用偏移补偿表对接收到的信号进行校准。本发明能够基于校准信号获取每一路接收通道的偏移补偿表,并在实际信号接收时对接收到的信号进行校准,有效提高了信号接收的准确性。(The invention discloses a receiving circuit and a method for an ATC (automatic train control) and DME (DME) testing system, wherein the circuit comprises a calibration signal input interface, a digital signal processing module and a plurality of signal receiving channels; each signal receiving channel is connected with a signal receiving port for receiving external signals; the calibration signal input port is connected with each signal receiving channel after passing through the gating switch and the channel selection switch; the digital signal processing module is used for comparing the received signal with the input calibration signal when the calibration signal is input into each signal receiving channel to generate an offset compensation table of the signal receiving channel; and calibrating the received signals by using the offset compensation table in the process of receiving the signals by each signal receiving channel. The invention can obtain the offset compensation table of each receiving channel based on the calibration signal, and calibrate the received signal when the actual signal is received, thereby effectively improving the accuracy of signal reception.)

一种用于ATC和DME测试系统的接收电路及方法

技术领域

本发明涉及ATC和DME测试系统的信号校准接收，特别是涉及一种用于ATC和DME测试系统的接收电路及方法。

背景技术

空中交通管制系统（Air Traffic Control System简称ATC系统）是广泛应用于航空部门的空中交通控制和管理系统。ATC系统主要是用于管理和控制各类飞行事务，有效调整飞行事务计划，控制和防止飞行交通事故。通过地面系统发送询问信号，机载设备回复应答信号，向空中交通管制人员提供空域内飞机的位置和身份信息（通常是A、C模式）。随着空中交通的愈发繁忙，对系统的功能需求越来越多，A／C模式单脉冲技术的缺陷，已经不能满足新的航空通信需要。

测距仪系统（Distance Measure Equipment简称DME），精密测距系统可以提供每一架进近飞机相对于引导点的距离信息，保证全自动进近和着陆过程中按要求轨迹进近、着陆和滑行。目前，精密测距系统(DME/P)是微波着陆系统（Microwave Landing System，简称MLS）的一个重要组成部分，精密测距机载设备配合微波着陆机载设备完成飞机的进场着陆，即当飞机利用MLS系统进行进场着陆时，需要由DME/P提供在进场各个阶段的精密距离信息。在DME系统中，地面设备接收机载设备发送的询问信号，并根据询问信号给机载设备回复应答信号，完成测距功能。

ATC系统、DME系统都是专用、实时、安全的航空重大型系统，对系统的性能要求很高，因此对系统的质量保障就有很高的要求。随着航空运输业的持续高速发展，致使空中飞机的架次增多，ATC系统、DME系统装备需求量不断增大，而且这类机载电子设备变得越来越精密，对其的测试要求也越来越高，其中ATC系统和DME系统的接收电路准确性非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于ATC和DME测试系统的接收电路及方法，能够基于校准信号获取每一路接收通道的偏移补偿表，并在实际信号接收时对接收到的信号进行校准，有效提高了信号接收的准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种用于ATC和DME测试系统的接收电路，包括校准信号输入接口、数字信号处理模块和多路信号接收通道；每一路信号接收通道均连接有一个用于接收外部信号的信号接收端口；所述校准信号输入端口经选通开关、通道选择开关后，分别与每一路信号接收通道连接；

每一路所述的信号接收通道均包括切换开关、幅度控制模块和滤波控制模块，所述切换开关的第一输入端连接该通道的信号输入端口，切换开关的第二输入端与到通道选择开关的输出端，所述切换开关的输出端依次通过幅度控制模块和滤波控制模块与数字信号处理模块连接；

所述数字信号处理模块，用于在每一路信号接收通道输入校准信号时，将接收到的信号与输入的校准信号进行比较，生成该路信号接收通道的偏移补偿表；并在各路信号接收通道进行信号接收过程中，利用偏移补偿表对接收到的信号进行校准。

所述选通开关包括第一单刀双掷开关和负载电阻，所述第一单刀双掷开关的动端作为输入端连接到校准信号输入端口；所述第一单刀双掷开关的第一个不动端作为输出端连接到通道选择开关的输入端，单刀双掷开关的第二个不动端经负载电阻后接地。

所述的通道选择开关为单刀多掷开关，所述单刀多掷开关的动端作为输入端，连接到选通开关的输出端；单刀多掷开关的不动端作为输出端，且单刀多掷开关的不动端与信号接收通道数目相同且一一对应，单刀多掷开关的每一个不动端均与对应信号接收通道连接。

所述切换开关包括第二单刀双掷开关；所述第二单刀双掷开关的第一个不动端作为第一输入端连接到该通道的信号输入端口；第二单刀双掷开关的第二个不动端作为第二输入端连接到通道选择开关，所述单刀双掷开关的动端作为输出端与幅度控制模块连接。

所述幅度控制模块包括第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关、前置放大器和第一幅度控制器；所述第三单刀双掷开关的动端连接到切换开关的输出端，所述第四单刀双掷开关的动端连接到第一幅度控制器的输入端；第三单刀双掷开关的第一个不动端和第四单刀双掷开关的第一个不动端之间连接有所述的前置放大器；第三单刀双掷开关的第二个不动端和第四单刀双掷开关的第二个不动端直连；所述第一幅度控制器的输出端与所述滤波控制模块连接。

所述滤波控制模块包括第二幅度控制器、放大器和滤波器，所述第二幅度控制器的输入端与第一幅度控制器的输出端连接，第二幅度控制器的输出端依次通过放大器和滤波器与数字信号处理模块连接。

所述数字信号处理模块包括FPGA模块和ADC模块，所述ADC模块包括多路AD转换单元，所述AD转换单元与信号接收通道的路数相同且一一对应，每一路信号接收通道的输出端通过对应AD转换单元与所述FPGA模块连接；

所述FPGA模块，用于在每一路信号接收通道输入校准信号时，将接收到的信号与输入的校准信号进行比较，生成该路信号接收通道的偏移补偿表；并在各路信号接收通道进行信号接收过程中，利用偏移补偿表对接收到的信号进行校准。

一种用于ATC和DME测试系统的信号接收方法，包括校准步骤S1和信号接收步骤S2；

所述校准步骤S1包括：

S101.控制所述选通开关将所述校准信号输入端口与通道选择开关连通；

S102.控制通道选择开关连通任一路信号接收通道，同时使该路信号接收通道的切换开关与所述通道选择开关连通；

S103.从校准信号输入端口输入的校准信号经选通开关、通道选择开关和切换开关输入信号接收通道中，在信号接收通道中完成幅度控制和滤波控制后，将得到的校准信号传输给数字信号处理模块；

S104.数字信号处理模块对接收到的信号进行AD转换后，根据将得到的信号与校准端口输入的信号进行比较，得到当前信号接收通道的偏移补偿表；

S105.将通道选择开关依次切换到每一路信号接收通道，并在每一次切换时重复步骤S102~S104，获取每一路信号接收通道的偏移补偿表；

所述信号接收步骤S2包括；

S201.控制所述选通开关，将所述信号输入端口与负载电阻连接，使得校准信号不输入信号接收通道；

S202.控制各路信号接收通道的切换开关切换到信号接收端口，对外部输入的信号进行接收；

S203.每一路信号接收通道对接收到的信号进行幅度控制和滤波控制后，传输给数字信号处理模块；

S204.数字信号处理模块将来自于每一路信号接收通道的信号进行AD转换后，并基于每一路信号接收通道的偏移补偿表对该路信号进行校准。

本发明的有益效果是：本发明能够基于校准信号获取每一路接收通道的偏移补偿表，并在实际信号接收时对接收到的信号进行校准，有效提高了信号接收的准确性。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明实施例的具体原理示意图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种用于ATC和DME测试系统的接收电路，包括校准信号输入接口、数字信号处理模块和多路信号接收通道；每一路信号接收通道均连接有一个用于接收外部信号的信号接收端口；所述校准信号输入端口经选通开关、通道选择开关后，分别与每一路信号接收通道连接；

每一路所述的信号接收通道均包括切换开关、幅度控制模块和滤波控制模块，所述切换开关的第一输入端连接该通道的信号输入端口，切换开关的第二输入端与到通道选择开关的输出端，所述切换开关的输出端依次通过幅度控制模块和滤波控制模块与数字信号处理模块连接；

所述数字信号处理模块，用于在每一路信号接收通道输入校准信号时，将接收到的信号与输入的校准信号进行比较，生成该路信号接收通道的偏移补偿表；并在各路信号接收通道进行信号接收过程中，利用偏移补偿表对接收到的信号进行校准。

如图2所示，给出了信号接收通道、选通开关、通道选择开关的具体原理示意图，在具体实施例中，所述选通开关包括第一单刀双掷开关和负载电阻，所述第一单刀双掷开关的动端作为输入端连接到校准信号输入端口；所述第一单刀双掷开关的第一个不动端作为输出端连接到通道选择开关的输入端，单刀双掷开关的第二个不动端经负载电阻后接地。单刀双掷开关切换到连接负载电阻时，则不输入校准信号；

所述的通道选择开关为单刀多掷开关，所述单刀多掷开关的动端作为输入端，连接到选通开关的输出端；单刀多掷开关的不动端作为输出端，且单刀多掷开关的不动端与信号接收通道数目相同且一一对应，单刀多掷开关的每一个不动端均与对应信号接收通道连接。

所述切换开关包括第二单刀双掷开关；所述第二单刀双掷开关的第一个不动端作为第一输入端连接到该通道的信号输入端口；第二单刀双掷开关的第二个不动端作为第二输入端连接到通道选择开关，所述单刀双掷开关的动端作为输出端与幅度控制模块连接。

所述幅度控制模块包括第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关、前置放大器和第一幅度控制器；所述第三单刀双掷开关的动端连接到切换开关的输出端，所述第四单刀双掷开关的动端连接到第一幅度控制器的输入端；第三单刀双掷开关的第一个不动端和第四单刀双掷开关的第一个不动端之间连接有所述的前置放大器；第三单刀双掷开关的第二个不动端和第四单刀双掷开关的第二个不动端直连；所述第一幅度控制器的输出端与所述滤波控制模块连接。

所述滤波控制模块包括第二幅度控制器、放大器和滤波器，所述第二幅度控制器的输入端与第一幅度控制器的输出端连接，第二幅度控制器的输出端依次通过放大器和滤波器与数字信号处理模块连接。

所述数字信号处理模块包括FPGA模块和ADC模块，所述ADC模块包括多路AD转换单元，所述AD转换单元与信号接收通道的路数相同且一一对应，每一路信号接收通道的输出端通过对应AD转换单元与所述FPGA模块连接；

所述FPGA模块，用于在每一路信号接收通道输入校准信号时，将接收到的信号与输入的校准信号进行比较，生成该路信号接收通道的偏移补偿表；并在各路信号接收通道进行信号接收过程中，利用偏移补偿表对接收到的信号进行校准。

如图3所示，一种用于ATC和DME测试系统的信号接收方法，包括校准步骤S1和信号接收步骤S2，所述校准步骤S1包括：

S101.控制所述选通开关将所述校准信号输入端口与通道选择开关连通；

S102.控制通道选择开关连通任一路信号接收通道，同时使该路信号接收通道的切换开关与所述通道选择开关连通；

S103.从校准信号输入端口输入的校准信号经选通开关、通道选择开关和切换开关输入信号接收通道中，在信号接收通道中完成幅度控制和滤波控制后，将得到的校准信号传输给数字信号处理模块；

S104.数字信号处理模块对接收到的信号进行AD转换后，根据将得到的信号与校准端口输入的信号进行比较，得到当前信号接收通道的偏移补偿表；

在本申请的实施例中，数字信号处理模块获取校准端口输入信号的方式包括，在数字信号处理模块中提供校准输入信号的A/D转换器，利用该A/D转换器对校准端口输入的信号进行转换后，传输给FPGA，由FPGA完成信号比较和偏移补偿表生成。

S105.将通道选择开关依次切换到每一路信号接收通道，并在每一次切换时重复步骤S102~S104，获取每一路信号接收通道的偏移补偿表；

在本申请的实施例中，在按照步骤S102~步骤S104对每一路信号接收通道生成偏移补偿表时，需要在第三单刀双掷关和第四单刀双掷开关切换到第二不动端实现直连情况下进行一次测试，得到不经前置放大器的的偏移补偿表；再对第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关切换到第一不动端，通过所述前置放大器连接时再进行一次测试，得到经过前置放大器的偏移补偿表；后续进行信号校准时，根据信号是否经过前置放大器，选择相应的偏移补偿表对该路信号接收通道输出的信号进行校准；

所述信号接收步骤S2包括；

S201.控制所述选通开关，将所述信号输入端口与负载电阻连接，使得校准信号不输入信号接收通道；

S202.控制各路信号接收通道的切换开关切换到信号接收端口，对外部输入的信号进行接收；

S203.每一路信号接收通道对接收到的信号进行幅度控制和滤波控制后，传输给数字信号处理模块；

S204.数字信号处理模块将来自于每一路信号接收通道的信号进行AD转换后，并基于每一路信号接收通道的偏移补偿表对该路信号进行校准。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。